破壊装置設計と齧歯動物で閉じて安定骨折に対するプロトコルの最適化

この方法は、どの介入が骨折治癒を促進するかなど、骨生物学の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法の主な利点は、一貫したフラクチャーを生成するためのパラメータを導出する簡単な方法を提供することです。骨折の領域を特定するには、5匹の安楽死させた動物の代表的なサンプルで骨折する四肢の大腿骨または脛骨のX線写真を取得します。

脛骨の画像はこちらです。骨折する四肢のX線写真に骨折の希望の位置をマークします。踵骨脛骨関節からマークされた骨折のレベルまで測定します。

すべての試験片の平均破砕長を計算します。調整可能な破壊装置で、1つのサポートアンビルの外面からギロチンの衝撃の中心までの距離を測定します。骨折長さからギロチン衝撃の中心を差し引いて、骨折位置決め治具の深さ(JD)を計算します。高さと幅がアンビルに等しく、深さがJDに等しいU字型のチャネルを機械または3Dプリントします。骨折装置内の標本を、大腿骨骨折の場合は腹臥位、脛骨骨折の場合は仰臥位に置きます。

足の背側を骨折位置決め治具の端に押し付けます。手足が骨折するまでギロチンを手動で押し下げます。骨折した肢のX線写真を取得し、治具のサイズと骨折位置を確認します。

ピンの長さを決定するには、脛骨骨折の脛骨プラトーから後くるぶしのレベルまでの四肢の長さを測定します。ピン幅を決定するには、骨折した肢の最小髄径を測定します。髄径とほぼ同等のゲージで、ピンの長さの1.5倍を超える長さの針を選択してください。

14週齢のC57ブラックシックスマウスのおおよそのピンサイズは、脛骨と大腿骨がそれぞれ27ゲージ、1.4インチ、22ゲージ、1.5インチです。ピンの長さから針の長さを引いた長さのゲージを機械または3Dプリントします。一方の端には、針のハブに対して休むためのオーバーハングが必要であり、もう一方の端はピンを切断する場所を示す必要があります。

電動クリッパーまたは脱毛クリームを使用して、骨折していない試験標本の脚から脛骨中部から大腿骨中部までの毛を取り除き、膝関節を露出させます。脛骨を固定するには、針を膝蓋骨靭帯の外側に経皮的に挿入します。膝蓋骨靭帯を内側に引っ込め、針の先端を脛骨の軸に合わせます。

リーミング動作を使用して、脛骨プラトーを静かに破り、針を髄腔に導きます。次に、露出した針がゲージの長さと等しくなるまで、ゲージとリームを使用します。ゲージが示すレベルで針を切断するのに十分なスペースを確保するために、針を約3ミリメートル引っ込めます。

ピンカッターを使用してピンの遠位端の3ミリメートルを圧着し、ゲージの高さでピンを切断します。針の直径の1.5倍大きい直径のロッドを使用して、ピンを関節面に同期させます。X線写真を入手して、針が四肢の髄管の長さを延長し、近位端または遠位端から突き出ていないことを確認します。

衝撃の深さを決定するには、X線写真で目的の骨折のレベルで皮質の直径を測定します。骨折位置決め治具を使用して、ピンで固定された試験片を骨折装置に位置決めします。インパクトラムを負傷していない手足に休ませます。

ラムを落とさないでください。この最適化ステップ中、ボーンはそのままのままである必要があります。ラムに十分な下向きの力を加えて軟部組織を圧縮しますが、骨折はしません。

衝撃の深さを皮質の直径の75倍に調整して、軟部組織を考慮に入れます。落下高さを 2 センチメートルに設定します。ラムを作動した電磁石に接続して、ラムを開始位置に配置します。

骨折装置に試行肢を配置します。足の背側を骨折位置決め治具に押し付けます。フットスイッチを短く押してラムを解放し、開始位置にリセットします。

影響を受けた試験肢のX線写真を撮り、骨折の証拠がないか検査します。これは、衝撃深度を制御した低速を使用する場合には微妙な場合があります。フラクチャーが生成されない場合は、落下高さを 2 cm 増やします。

フラクチャーが生成された場合は、落下高さを記録し、それに1.1を掛けます。これが新しい落下高さです。新しい落下高さを使用して、次の試行肢を骨折します。

すべての試験サンプルが破砕されるまで手順を続けます。最終的な落下高さと最適化のすべてのパラメータを記録します。試験標本の年齢、性別、遺伝子型、体重を記録します。

調整可能な骨折装置と最適化されたパラメータを使用することで、単純な横骨折の発生が大幅に改善されました。最適化前のグループでは、58サンプル中27サンプル、つまり46.55%で単純な横破壊が生成されました。一方、最適化後のグループは、98.28%の確率で単純な横骨折を示しました。

開発後、この技術は、骨折発生研究における動物モデルの厳密性と再現性を向上させました。この手順に続いて、マイクロCTや組織学などの他の技術を使用して、追加の骨折形態の質問に答えることができます。